Les déficits progressifs et inexorables des capacités de communication verbale chez les patients Alzheimer bouleversent leurs interactions avec autrui et entravent leur qualité de vie ainsi que celle de leur entourage. La question centrale de cette thèse est d’envisager si l’incapacité chronique des patients souffrant de la maladie d’Alzheimer à utiliser le langage articulé s’accompagne d’une détérioration du registre gestuel. Pour répondre à cette question, nous avons utilisé une tâche d’interaction sociale engagée à partir d’un matériel pictural. Cette situation se veut refléter le plus écologiquement possible des situations de communication au quotidien. Globalement, on observe que, si la production verbale des patients Alzheimer est déficitaire, leur production de gestes liés au discours n’est pas atteinte. Les résultats vont dans le sens d’une atteinte différenciée des capacités de communication verbales et gestuelles des patients et penchent en faveur de l’existence de deux systèmes de communication parallèles pouvant interagir entre eux à différents moments de l’élaboration du message. De surcroît, les résultats suggèrent que les patients présentant un niveau très sévère de la pathologie peuvent compenser l’atteinte lexicale par l’augmentation de la production de gestes déictiques, qui permettraient de rendre visible le référent verbal. Des perspectives fondamentales comme cliniques peuvent être envisagées afin que les gestes liés au discours et plus généralement la communication non verbale puissent constituer un levier thérapeutique dans la prise en soin des patients atteints d’une maladie d’Alzheimer et de leur entourage. / Progressive and inexorable deficits in verbal communication skills in Alzheimer's patients disrupt their relationship with others, impinge their quality of life and that of their caregivers. This thesis aimed at considering whether, in cases of chronic deficits such as Alzheimer's disease, the impaired use of spoken language in these patients went hand in hand with an impaired production of co-verbal gestures. To inquire about this issue, we used a social interaction task, using pictorial material in order to reflect, in an ecological way, everyday life communication situations. Overall, we observed that if the verbal production of Alzheimer's patients is deficient, production of gestures related to speech is not impaired. The results are consistent with a differentiated impairment of verbal and gestural communication skills in patients and sets ground for investigating the existence of two parallel systems of communication that would interact with each other at different levels of message processing. Moreover, results suggest that patients suffering from severe disease can compensate lexical deficits by increasing their production of deictic gestures, rendering visible the verbal referent. Theoretical and clinical perspectives can be considered so that co-verbal gestures and non-verbal communication may constitute a therapeutic lever in the intervention provided to Alzheimer’s patients and their caregivers.

Les hépatites virales constituent un enjeu majeur de santé public dans le domaine des maladies infectieuses. L’enjeu pour les prochaines années sera de mettre en œuvre des stratégies de dépistage et de de prise en charge des hépatites virales et du VIH, en particulier chez les usagers de drogue par voie intraveineuse et dans les pays à ressources limitées. Dans ce travail de thèse nous avons évalué des outils et des stratégies nouvelles pour améliorer le diagnostic et la prise en charge des infections par le VIH et le VHC dans les pays du Sud. Notre première étude porte sur l’évaluation de la performance diagnostique de la primo-infection du VIH sur Dried serum spot (DSS) par rapport aux tests rapides. Cette étude a été rétrospectivement réalisée chez 39 cas diagnostiqué Primo-infection du VIH entre 2000 et 2012 au CHU de Montpellier. En comparant avec le résultat sur le DSS, nous avons réussi à avoir une sensibilité de 87.2% (34/39) avec PCR Ag/Ac combiné 4eGeneration (ElecsysCombi PT test reactive et Liaison XL test reactive) témoignant de la bonne performance de ce test. Nous avons réalisé par la suite une étude clinico-virologique chez 104 patients co-infectés par le VIH et le VHC à Haiphong, Vietnam (ANRS 12262). C’est pour la première fois qu’une telle étude descriptive (évaluation clinico-virologique, évaluation de la fibrose hépatique avec les marqueurs biologiques recommandés par l’OMS et également par le Fibroscan®) est réalisée dans cette population au Vietnam. L’évaluation clinique, l’analyse des tests biochimiques et virologique et celle de la fibrose par l’élastographie hépatique (Fibroscan®, Echosens) ont été réalisées Parmi 104 patients, 93 (89,4%) avaient des ARN du VHC détectable (médiane 6,19 (4,95 à 6,83 log10 UI / mL). La plupart des patients ont été infectés par les génotypes 1a/1b (69%) et les génotypes 6a/6e (26%). 43 patients (41,3%) présentaient une fibrose significative (≥ F2), dont 24 patients (23,1%) avec une fibrose extensive (F3) et/ou une cirrhose hépatique (F4). L’évaluation de la fibrose hépatique par l’élastométrie (Fibroscan®) est utilisée comme l’examen de référence à comparer avec le test APRI (AST-to-platelet ratio index) recommandé par l’OMS dans la prise en charge des patients infectés par le VHC dans les pays à ressource limitée, en prenant le cut-off élevé supérieur ou égale à 2, nous avons réussi à classifier les fibroses sévères/cirrhose hépatique avec une sensibilité à 90% et une spécificité à 84% (Se: 90%, Sp: 84%, AUROC = 0,93, IC 95%: 0,86 à 0,99).Notre dernière étude a évalué la réponse des marqueurs immunologiques à l’association de Peginterféronα (PegIFNα) et ribavirine. Nous avons étudié la concentration des 25 cytokines chez 30 patients co-infectés par le VIH et le VHC. Les résultats ont été comparés entre les patients classés « RVS » (réponse virologique soutenue) (RVS, n = 19) et les non-répondeurs (NR, n = 11). Le changement en concentration des cytokines lié à la thérapie PegIFNα-ribavirine a été observé chez les patients RVS et NR. Le changement en concentration sérique de l'IL-8, MIP-1β; et MCP-1 pourrait être associé à l'efficacité de la bithérapie PegIFNα-ribavirine chez les patients co-infectés par le VIH et le VHC.L’amélioration du dépistage et du diagnostic est un élément primordial faisant partie du contrôle de ces infections virales. Notre étude a renforcé l’hypothèse de l’utilité de DBS. Le Fibroscan® et les marqueurs biologiques (APRI Test) sont des outils intéressants pour l’évaluation de la fibrose hépatique dans les pays à ressources limitées. Mot clés : Co-infection HIV-VHC, usagers de drogues par voie intraveineuse, dried blood Ssot, fibrose hépatique, fibroscan, APRI, interféron pégylé, Vietnam. / Chronic viral hepatitis is a major public health issue worldwide in the field of infectious dis and mostly affects resource-constrained countries. The challenge for the resource-limited countries is to implement the strategies for screening and management of viral hepatitis, particularly for hepatitis C among people who inject drugs.In this thesis we have evaluated new tests and strategies to improved diagnosis and therapeutic monitoring of HCV and HIV infection in low resource setting. The first study evaluated the performances of HIV testing using filter paper (DSS – Dried serum spot) compared with rapid tests during the early phase of HIV infections. A total of 39 serum samples form newly diagnosed HIV infected persons was included. Fourth generation immunoassays (ElecsysCombi PT test reactive and Liaison XL test reactive) identified 34 out of 39 HIV early infections using dried serum spot, whereas the Determine TM HIV-1/2 rapid test detected 24 out of 39 HIV positive serum (87.2% vs 61.5% respectively, p = 0.009). Fourth generation Ag/Ab immunoassays performed on DSS had good performance for HIV testing during the early phases of HIV infection. In the second study, we conducted a cross-sectional study aimed to assess the proportion of clinically significant fibrosis in HIV/HCV-co-infected patients followed in Viet Tiep Hospital in Haiphong, Northern Vietnam. From February to March 2014, 104 HIV-HCV coinfected patients receiving antiretroviral therapy (ART) were prospectively enrolled. 93 (89.4%) had detectable HCV RNA, median 6.19 (4.95-6.83 Log10 IU/mL). Patients were mainly infected with genotypes 1a/1b (69%) and genotypes 6a/6e (26%). 43 patients (41.3%) had fibrosis ≥ F2 including 24 patients (23.1%) with extensive fibrosis (F3) and/or cirrhosis (F4). Using Fibroscan® as a gold standard, the high threshold (2) of AST-to-platelet ratio index (APRI) had very good performances for the diagnosis of extensive fibrosis/cirrhosis (Se: 90%, Sp: 84%, AUROC=0.93, 95%CI: 0.86-0.99).In the last study, the impact of pegylated interferonα (PegINFα) and ribavirin therapy on T cell immune response was explored in HIV/HCV coinfected patients. Concentrations of 25 cytokines and CD8+ T cell activation were monitored in HCV/HIV co-infected patients. Results were compared between patients retrospectively classified as sustained virological responders (SVR, n=19) and non-responders (NR, n = 11). High pretreatment concentrations of IP-10 (CXCL-10) and MCP-1 (CCL-2) were associated with poor anti-HCV response. Highest rise in MIP-1β; and MCP-1 levels was observed four weeks after anti-HCV treatment initiation in SVR compared to NR, whereas a decrease of IL-8 concentration was associated with treatment failure (p= 0.052). Treatment based on drugs having immunomodulating activities may benefits from immunomonitoring using multiplex techniques. In conclusion, improving access to HIV and HCV diagnosis and monitoring are critical toward the control of these infections. Our work performed illustrate how dried blood spot, point of care testing, Fibroscan and simplified assays may contribute to HIV and HCV care in low resource setting. Key word : Co-infection HIV-HCV, IV drug user, dried blood Spot, liver fibrosis, fibroscan, APRI, Pegylated interferon, Vietnam.

Les récepteurs N-méthyl-D-aspartate (NMDA) sont des récepteurs ionotropiques du glutamate jouant un rôle clé dans la plasticité synaptique et les fonctions cognitives. En conséquence, la perturbation de leur activité est impliquée dans de nombreux troubles neurologiques et psychiatriques tels que l'épilepsie et la schizophrénie. La particularité de ces récepteurs est qu'ils nécessitent pour être activés la liaison simultanée de leur agoniste, le glutamate, et d'un co-agoniste. La glycine fut le premier co-agoniste identifié mais plus récemment, de nombreuses études ont révélé que la D-sérine joue également ce rôle dans de nombreuses régions cérébrales, notamment dans l'hippocampe. Toutefois il restait à définir si les fonctions de ces deux co-agonistes étaient régulées au cours du développement ou si elles étaient spécifiques à certaines synapses. Dans la première partie de mon travail, j'ai montré que la D-sérine est le co-agoniste préférentiel des synapses SC-CA1 matures alors que la glycine est le co-agoniste préférentiel des synapses mPP-DG. De plus, le remplacement des récepteurs NMDA composés de sous-unités GluN2B par des récepteurs contenant GluN2A au cours du développement post-natal survient au même moment qu'un changement dans l'identité du co-agoniste préférentiel des synapses SC-CA1. Dans la seconde partie de mon travail, je me suis intéressée à la contribution de la D-sérine en conditions pathologiques sur un modèle murin d'épilepsie chimio-induite par la pilocarpine. J'ai ainsi montré l'implication de la D-sérine dans l'activité épileptique initiée par la pilocarpine. / N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptors are glutamate-gated ionotropic receptors which play a crucial role in synaptic plasticity and cognitive functions. As a consequence, disturbance in their activity is correlated with a broad range of neurological and psychiatric disorders including epilepsy and schizophrenia. The major particularity of NMDA receptors is the requirement of simultaneous binding of their agonist, glutamate, and a co-agonist to be activated. Glycine was the first co-agonist identified but more recently several studies showed that D-serine is also playing this role in many brain areas including the hippocampus. Whether the identity of the co-agonist is synapse specific or developmentally regulated remains unexplored. In the first part of my work I showed that D-serine is the preferred co-agonist at SC-CA1 mature synapses while glycine is the preferred one at mPP-DG synapse. Moreover, we showed that during postnatal development, the replacement of GluN2B by GluN2A-containing NMDA receptors at SC-CA1 synapses parallels a change in the co-agonist identity from glycine to D-serine. In the second part of my work I investigated the contribution of D-serine in pathological conditions. By using a model of acute intoxication of pilocarpine, I demonstrated that D-serine is implicated in epileptiform activity initiated after pilocarpine perfusion.

Carbon monoxide (CO) is an endogenous signaling molecule and has therapeutic values. However, the application of CO in the development of therapeutic options is hampered by the lack of pharmaceutically acceptable delivery methods. Inhalation of CO is not an ideal option for wide-spread clinical applications. Existing CO releasing molecules (CORMs) are mostly metal complexes, which have toxicity concerns to overcome. Some metal free CORMs have been developed. However, they all require light as a trigger to release CO, which limits their applications in vivo. Herein, we describe a metal-free CO prodrug approach using an intramolecular inverse electron-demanded Diels-Alder reaction. Such prodrugs can release CO spontaneously under physiological conditions with tunable release rates with the concomitant formation of a fluorescent reporter after CO releases. This intramolecular “click and release” strategy represents a milestone in the development of CO based therapeutics.

Les nanomatériaux sont utilisés dans de nombreux secteurs industriels, et plusieurs produits de consommation contenant des nanomatériaux sont d’ores et déjà commercialisés. Dans ce contexte d’exposition humaine croissante aux nanomatériaux, l’évaluation de leur potentiel génotoxique est d’une importance significative. Cependant, la pertinence des tests classiques de génotoxicité, développés pour des produits non nanoparticulaires, est fréquemment remise en question pour l’évaluation des nanomatériaux. Un témoin positif de référence sous forme nanoparticulaire pourrait donc constituer une avancée importante pour l’évaluation de la génotoxicité des nanomatériaux, permettant de s’assurer que les systèmes d’essais sont appropriés et/ou d’en valider de nouveaux.Dans un premier temps, nous avons étudié la possibilité d’utiliser des nanoparticules de carbure de tungstène – cobalt (WC-Co) commerciales, préalablement caractérisées sur le plan physico-chimique (distribution de taille et charge dans les milieux utilisés), comme témoin positif dans trois essais de génotoxicité in vitro. Le test de mutations géniques au locus thymidine kinase sur cellules de lymphome de souris, le test des micronoyaux étudiant les dommages chromosomiques et le test des comètes détectant les dommages primaires à l’ADN ont ainsi été réalisés, les deux derniers essais dans deux types cellulaires, la lignée de lymphome de souris L5178Y et des cultures primaires de lymphocytes humains. Nos résultats montrent que les nanoparticules de WC-Co pourraient être utilisées comme témoin positif dans ces essais de génotoxicité in vitro, selon le type cellulaire et le schéma de traitement.Nous avons ensuite étudié les mécanismes d’action impliqués dans la génotoxicité des nanoparticules de WC-Co. Le marquage des centromères dans les micronoyaux grâce à la technique d’hybridation in situ en fluorescence (FISH) montre l’implication d’évènements clastogènes et aneugènes. Ces résultats ont été confirmés par un essai d’aberrations chromosomiques sur lymphocytes humains bloqués en métaphase, avec l’observation de cassures de chromatides et de cellules polyploïdes. Par ailleurs, les mécanismes oxydants étant les plus décrits pour les nanomatériaux, nous avons étudié les lésions oxydatives à l’ADN en utilisant le test des comètes in vitro modifié avec l’enzyme de réparation de l’ADN formamidopyrimidine DNA glycosylase (FPG). Nous avons également détecté par résonance paramagnétique électronique une production de radicaux hydroxyles après mise en suspension des nanoparticules de WC-Co en présence et en absence de cellules. Dans le cadre d’études haut-débit des nanoparticules de WC-Co réalisées dans trois lignées cellulaires humaines correspondant aux principaux organes cibles pour les nanomatériaux (la lignée pulmonaire A549, la lignée hépatique Hep3B et la lignée rénale Caki-1), il a été confirmé que le stress oxydant joue un rôle important dans la toxicité des nanoparticules de WC-Co. En effet, la production d’espèces réactives de l’oxygène dans les cellules traitées avec les nanoparticules de WC-Co était corrélée avec l’observation d’une cytotoxicité et de génotoxicité, étudiée à l’aide du test de détection des foyers γH2AX.Finalement, nous avons appliqué les tests de génotoxicité les plus pertinents à l’étude de nanodiamants et de nanocapsules lipidiques, qui constituent des candidats prometteurs pour la vectorisation de principes actifs. Les tests des comètes et des micronoyaux in vitro ont ainsi été réalisés sur d’autres types cellulaires mimant des organes cibles : la lignée intestinale T84 et la lignée bronchique 16-HBE exposées à des nanodiamants de trois tailles différentes et des lymphocytes humains exposés à des nanocapsules lipidiques de 3 tailles et 3 charges différentes. / Nanomaterials are used in many industrial sectors, and many nanomaterial-containing consumer products are already available. In this context of increasing human exposure to nanomaterials, the evaluation of their genotoxicity is of significant importance. However, the relevance of routinely used genotoxicity assays, developed for non-nanoparticular products, is often questioned for the evaluation of nanomaterials. A nanoparticulate reference positive control would therefore constitute an important step to a better testing of nanomaterials genotoxicity, ensuring that test systems are actually appropriate and/or allowing the validation of new ones.Firstly, we studied the possibility of using commercially-available tungsten carbide-cobalt (WC-Co) nanoparticles, previously characterized for physicochemical properties (size distribution and charge in used media), as positive control in three in vitro genotoxicity assays. The mouse lymphoma thymidine kinase gene mutation assay, the micronucleus assay studying chromosomal aberrations and the comet assay detecting primary DNA damage were performed. The last two assays were realized in two cell types, the mouse lymphoma cell line L5178Y and primary cultures of human lymphocytes. Our results show that WC-Co nanoparticles could be used as positive control in these in vitro genotoxicity assays, according to cell type and treatment schedule.Secondly, we investigated the mechanisms of action involved in WC-Co nanoparticles genotoxicity. Detection of centromeres in micronuclei using fluorescence in situ hybridization (FISH) show the involvement of both clastogenic and aneugenic activities. This was correlated with the results of a chromosome aberration assay on human lymphocytes blocked in metaphase, showing chromatid breaks and polyploid cells. Moreover, as oxidative mechanisms are the most described for nanomaterials, we studied oxidative DNA damage using the modified in vitro comet assay with the DNA repair enzyme formamidopyrimidine DNA glycosylase (FPG). We also detected a production of hydroxyl radicals using electron paramagnetic resonance in suspensions of WC-Co nanoparticles with and without cells. While performing high-throughput assays on WC-Co nanoparticles in three human cell lines corresponding to the main target organs for nanomaterials (A549 lung cell line, Hep3B liver cell line and Caki-1 kidney cell line) it was confirmed that oxidative stress play a significant role in the toxicity of WC-Co nanoparticles. Indeed, the production of reactive oxygen species in cells exposed to WC-Co nanoparticles was correlated to the observation of cytotoxicity and genotoxicity, studied using the detection of γH2AX foci.Finally, we carried out the most relevant genotoxicity assays to study nanodiamonds and lipid nanocapsules, which constitute promising nanovectors for drug delivery. The in vitro comet and micronucleus assays were performed on other cell types mimicking target organs: the T84 intestinal epithelial cell line and the 16-HBE bronchial epithelial cell line exposed to nanodiamonds of three different sizes, and human lymphocytes exposed to lipid nanocapsules of three different sizes and three different charges.

Le cerveau et la moelle épinière adultes sont câblés pour traiter l’information sensorielle et la transformer en patrons d’activité cohérents qui forment la base de la perception du monde extérieur et de la motricité. Ces connexions très précises, loin d’être complètement établies à la naissance, sont affinées par l’activité électrique. Des activités spontanées (AS) peuvent être générées en l’absence de stimulation extrinsèque au système considéré. Au niveau de la moelle épinière, les AS sont responsables des mouvements spontanés et des tremblements myocloniques observés chez tous les mammifères immatures y compris chez l’humain. Elles constituent en quelque sorte les premiers pas du réseau locomoteur, ce qui signifie d’une part, qu’elles apparaissent avant l’émergence d’une activité de type locomotrice, et d’autre part, qu’elles participent à la mise en place et au raffinement d’un réseau moteur fonctionnel. La locomotion est générée par des réseaux de neurones localisés au niveau de la moelle épinière lombaire. Ces neurones constituent le générateur de rythme locomoteur (ou CPG, pour « central pattern generator »). Contrairement aux AS, l’activité locomotrice est déclenchée par une stimulation du réseau. Le patron locomoteur de décharges rythmiques est alterné de chaque côté de la moelle spinale, et entre les racines lombaires qui innervent des muscles extenseurs et fléchisseurs. / The mature brain and spinal cord are precisely wired to process sensory information into coherent patterns of activity that form the basis of our perception and motor behaviors. This precise wiring is not fully developed at birth. The pattern of connections that emerges during prenatal development only roughly approximates the final wiring. This initially coarse pattern of connections is subsequently refined by activity-dependent mechanisms that match precisely the presynaptic neurons to their appropriate target cells. In spinal cord, spontaneous activity (SA) is responsible for spontaneous limb movements and myoclonic twitching observed in all immature mammals, including human babies. SA can be seen as the first steps of the locomotor network since its participates in the development of the locomotor system.Locomotion is produced by neural networks located in the spinal cord (Central Pattern Generators (CPGs). Activation of CPGs, evokes a fictive locomotor pattern consisting of alternation between the motor bursts on the left and right sides of the spinal cord, as well as alternation between flexor and extensor bursts on the same side. Operation of neural networks depends on the balance between excitation and inhibition. At early stages of development, neuronal assemblies are hyperexcitable mainly because of GABA and glycine, the major inhibitory neurotransmitters in adults,that are depolarizing. GABA and glycine action depends on the intracellular concentration of chloride ([Cl-]i) which is finely regulated by specific cation-chloride co-transporters, called KCC2 and NKCC1.

Orientador: Claudio Airoldi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-22T05:32:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_LuelcSouzada_M.pdf: 4010865 bytes, checksum: 0e6d35c0e46af757fe71fa900c8678f8 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A síntese de sílicas mesoporosas funcionalizadas pela a rota de co-condensação tem despertado a atenção de diversos grupos de pesquisas devido a sua praticidade. Esta síntese consiste na condensação simultânea entre as moléculas dos organossilanos e as moléculas da fonte de silício (TEOS) através do método sol-gel. Isso faz com que a incorporação de grupos orgânicos na estrutura da sílica ocorra de forma direta. No entanto, em muitos casos, os híbridos preparados dessa forma podem apresenta uma má formação estrutural devido a presença dos grupos orgânicos. Nesse trabalho foram sintetizados materiais híbridos com o agente direcionador copolímero tribloco EO20-PO70-EO20 (P123 ¿ Pluronic®). Foram escolhidos grupos organossilanos contendo em suas estruturas sítios básicos Lewis tais como grupos carbonílicos, enxofre e nitrogenados. Os espectros na região do infravermelho juntamente com a análise elementar e ressonância magnética nuclear mostraram concordância que o ancoramento dos grupos orgânicos na matriz inorgânica dos híbridos ocorreu de forma satisfatória. As isotermas de sorção e dessorção de nitrogênio mostraram que todas as isotermas são do tipo IV com histerese do tipo H1 que são característicos de matérias mesoporosos e que os poros dos materiais estão na faixa de mesoporosidade, a área superficial é dependente do tamanho da molécula utilizada na funcionalização. Foram observados os sinais da reflexão típica de materiais do grupo p6mm, denominada 2D-hexagonal, análogas ao material SBA-15. Portanto, todos os híbridos foram sintetizados de forma ordenada como proposto. Os materiais híbridos foram aplicados em sorção de íons metálicos, e na sorção de corantes. Os dados experimentais foram ajustados aos modelos de isoterma de sorção de Langmuir, Freudlich e Sips usando os métodos de regressão não linear. As sílicas apresentaram boa capacidade de sorção tanto para os metais quanto para o corante. Fato esse devido aos sítios básicos de Lewis, de nitrogênio e enxofre presentes e a possibilidade desses grupos serem protonados em solução e estes sítios interagirem com os grupos sulfonados do corante. / Abstract: The synthesis of functionalized mesoporous silicas by a co-condensation route has attracted attention of many research groups due to its practicality. The synthesis consists of the simultaneous condensation among organosilane molecules and the molecules of silicon source by sol-gel method. This makes the incorporation of organic groups in the silica structure occurs directly. However, in many cases, the hybrids may this way prepared has a structural deformation due to the presence of the organic groups. In this work were synthesized hybrid materials with directing agent triblock copolymer EO20-PO70-EO20 (P123 - Pluronic ®).Were chosen organosilanes containing groups in their structures Lewis basic sites such as carbonyl groups, nitrogen and sulfur. Infrared spectra combined with elemental analysis and nuclear magnetic resonance proved that the organic chains were satisfactorily anchored to the inorganic matrices. The nitrogen adsorption-desorption analyses generated isotherms of type IV and hysteresis H1 that are typical of mesoporous materials, where asthe pore size distribution showed that the pores of the silicas are in the mesoporous range. The BET method was applied to acquire the surface areas of the solids, which were found to be dependent on the size of the molecule used for the functionalization processes. SAXS patterns of all samples demonstrated well-resolved peaks characteristic of the typical p6mm space group, called 2D-hexagonal, similar to SBA-15.The hybrid materials were applied to the sorption of metallic ion sand dyes, showing good sorption capacities for both kinds of contaminants. The nitrogen and sulfur Lewis basic sites anchored to the silica inorganic back bone can be protonated to interact with the sulfonated groups of the dyes. The experimental data were fitted to the Langmuir, Freundlich and Sips sorption isotherms using the non-linear regression. / Mestrado / Quimica Inorganica / Mestre em Química

O cálculo dos vetores de movimento é utilizado em vários processos na área de visão computacional. Problemas como estabelecer rotas de colisão e movimentação da câmera (egomotion) utilizam os vetores como entrada de algoritmos complexos e que demandam muitos recursos computacionais e consequentemente um consumo maior de energia. O fluxo ótico é uma aproximação do campo gerado pelos vetores de movimento. Porém, para aplicações móveis e de baixo consumo de energia se torna inviável o uso de computadores de uso geral. Um sistema embarcado é definido como um computador desenvolvido com um propósito específico referente à aplicação na qual está inserido. O objetivo principal deste trabalho foi elaborar um módulo em sistema embarcado que realiza o cálculo do fluxo ótico. Foi elaborado um co-projeto de hardware e software dedicado e implementados em FPGAs Cyclone II e Stratix IV para a prototipação do sistema. Desta forma, a implementação de um projeto que auxilia a detecção e medição do movimento é importante não só como aplicação isolada, mas para servir de base no desenvolvimento de outras aplicações como tracking, compressão de vídeos, predição de colisão, etc / The motion vectors calculation is used in many processes in the area of computer vision. Problems such as establishing collision routes and the movement of the camera (egomotion) use this vectors as input for complexes algorithms that require many computational and energy resources. The optical flow is an approximation of the field generated by the motion vectors. However, for mobile, low power consumption applications becomes infeasible to use general-purpose computers. An embedded system is defined as a computer designed with a specific purpose related to the application in which it is inserted. The main objective of this work is to implement a hardware and software co-design to assist the optical flow field calculation using the CycloneII and Stratix IV FPGAs. Sad that, it is easily to see that the implementation of a project to help the detection and measurement of the movement can be the base to the development of others applications like tracking, video compression and collision detection

Le co-clustering est une technique de classification consistant à réaliser une partition simultanée des lignes et des colonnes d’une matrice de données. Parmi les approches existantes, MODL permet de traiter des données volumineuses et de réaliser une partition de plusieurs variables, continues ou nominales. Nous utilisons cette approche comme référence dans l’ensemble des travaux de la thèse et montrons la diversité des problèmes de data mining pouvant être traités, comme le partitionnement de graphes, de graphes temporels ou encore le clustering de courbes. L’approche MODL permet d’obtenir des résultats fins sur des données volumineuses, ce qui les rend difficilement interprétables. Des outils d’analyse exploratoire sont alors nécessaires pour les exploiter. Afin de guider l'utilisateur dans l'interprétation de tels résultats, nous définissons plusieurs outils consistant à simplifier des résultats fins afin d’en avoir une interprétation globale, à détecter les clusters remarquables, à déterminer les valeurs représentatives de leurs clusters et enfin à visualiser les résultats. Les comportements asymptotiques de ces outils d’analyse exploratoire sont étudiés afin de faire le lien avec les approches existantes.Enfin une application sur des comptes-rendus d’appels de l’opérateur Orange, collectés en Côte d’Ivoire, montre l’intérêt de l’approche et des outils d’analyse exploratoire dans un contexte industriel. / Co-clustering is a clustering technique aiming at simultaneously partitioning the rows and the columns of a data matrix. Among the existing approaches, MODL is suitable for processing huge data sets with several continuous or categorical variables. We use it as the baseline approach in this thesis. We discuss the reliability of applying such an approach on data mining problems like graphs partitioning, temporal graphs segmentation or curve clustering.MODL tracks very fine patterns in huge data sets, that makes the results difficult to study. That is why, exploratory analysis tools must be defined in order to explore them. In order to help the user in interpreting the results, we define exploratory analysis tools aiming at simplifying the results in order to make possible an overall interpretation, tracking the most interesting patterns, determining the most representative values of the clusters and visualizing the results. We investigate the asymptotic behavior of these exploratory analysis tools in order to make the connection with the existing approaches.Finally, we highlight the value of MODL and the exploratory analysis tools owing to an application on call detailed records from the telecom operator Orange, collected in Ivory Coast.

Les CPS intègrent des composants physiques et des composants logiciels. Ils sont particulièrement difficiles à modéliser et à vérifier. En effet, de par la nature hétérogène de leurs composants, leur conception nécessite l’utilisation de différents formalismes de modélisation. Les modèles de ces systèmes combinent à la fois des formalismes à temps continu, et d’autres à événements discrets, pour représenter respectivement leurs composants physiques et logiciels. La vérification de l'ensemble du système nécessite donc la composition de ces composants. La vérification globale peut être réalisée par co-simulation des différents composants. En particulier, la norme FMI offre une interface normative pour coupler plusieurs simulateurs dans un environnement de co-simulation, nommé « Master ». Celui-ci est chargé de fournir un algorithme pour une synchronisation efficace des différents composants du système, nommés FMU. Cependant, FMI est initialement conçu pour la co-simulation des processus physiques, avec un support limité des formalismes à événements discrets qui est modèle de calcul et de communication largement utilisé dans les environnements de modélisation spécifiques au logiciel. En particulier, aucune des solutions actuelles de co-simulation basées sur FMI ne permet de le prendre en considération les modèle UML. La thèse défendue dans ce document est que l'ingénierie système en général bénéficierait de l’intégration des modèles UML dans une approche de co-simulation basée sur la norme FMI. Cela permettra à un grand nombre de concepteurs logiciels d’évaluer le comportement de leurs composants logiciels dans un environnement simulé, et donc de les aider à faire les meilleurs choix de conception le plus tôt possible dans leur processus de développement. Cela pourrait également ouvrir de nouvelles perspectives intéressantes pour les ingénieurs système des CPS, en leur permettant d'envisager l’utilisation d’un langage largement utilisé pour la modélisation des composants logiciels de leurs systèmes. L'objectif de cette thèse est de définir et formaliser un environnement de co-simulation basé sur la norme FMI pour les CPS et intégrant des modèles UML pour la partie logicielle. Nous abordons principalement la question d’adaptation entre la sémantique d’exécution définie dans UML et celle de FMI. Notre contribution intervient à deux niveaux : localement, au niveau des modèles UML, et globalement au niveau du « Master ». Localement, nous mettons en place une approche incrémentale où nous abordons différents types de systèmes à événements discrets caractérisant les composants logiciels. Nous basons nos propositions sur les normes OMG fUML et PSCS qui définissent une sémantique d’exécution précise pour un sous-ensemble de UML. Ces deux normes constitue notre socle de définition nous donne une base intéressante et formelle pour l'intégration des modèles UML dans les approches de co-simulation de CPS. Pour chaque type de système, nous identifions d'abord un ensemble de règles pour le modéliser avec UML et les éventuelles extensions à fUML dans le cas où la sémantique d'exécution des éléments UML requis n’est pas définie dans fUML. Ensuite, au niveau global, nous proposons un algorithme de « Master » pour chaque type de systèmes. Les algorithmes de « Master » reposent sur l'adaptation de la sémantique d’exécution des modèles UML et celle de FMI. Sur cette base, le « Master » est capable de propager les données entre les composants et de les stimuler aux bonnes dates durant la simulation. L'approche est illustrée par des cas d'utilisation du domaine des bâtiments intelligents, où l’objectif est d’évaluer différentes stratégies de gestion d'énergie. Ces stratégies représentent des composants logiciels à différents niveaux de contrôle d’un bâtiment pour des fins d’optimisation de son auto-consommation en électricité. / Cyber Physical Systems (CPS) are integrations of physical and computational components. CPS are difficult to model and verify because the heterogeneous nature of their components requires many different modeling formalisms. The global verification of the system can be achieved by co-simulation. FMI standard offers a standard interface to couple two or more simulators in a co-simulation environment, known as master. This latter is responsible for providing an algorithm with efficient orchestration and synchronization of the involved components, known as FMUs. However, FMI was originally intended for co-simulation of physical processes, with limited support for formalisms such as DE and Dara-Flow, even if this kind of formalisms are commonly used to model the logic of software parts of a system. In particular, while UML is the reference standard for software modeling and is very commonly used in industry, none of the present-day FMI-based co-simulation solutions consider UML models. Our thesis is that system engineering in general would greatly benefit from the consideration of UML in FMI-based co-simulation approach. It would indeed enable a significant number of software designers to evaluate the behavior of their software components in their simulated environment, as soon as possible in their development processes, and therefore make early and better design decisions. It would also open new interesting perspectives for CPS system engineers, by allowing them to consider a widely used modeling language for the software parts of their systems. In this context, the objective of this work is to define an FMI-based co-simulation environment for CPS with integration of UML models for software part. Our contribution is twofold: locally at the level of UML models, and globally at the master level. At the local level, we set up an incremental approach where we address different kinds of discrete event systems characterizing the computational components. We base our proposals on OMG standards fUML and PSCS which define precise execution semantics for a subset of UML. They provide an interesting and formal basis for the integration of UML models in CPSs co-simulation approaches. For each kind of system, we first identify a set of rules to model it with UML and potential extensions to fUML in case where execution semantics of the required UML elements are not defined by fUML. Then, at the global level, we propose a master algorithm for each kind of systems. The proposed masters take into account not only external and internal dependencies between components and their capabilities, but also and especially their models of time. They rely on adaptation of fUML semantics to that of the FMI API. Based on these adaptations, the master algorithm is able both to propagate data between components and to trigger them at the correct points of time. The approach is illustrated with use cases from the energy domain where the purpose is to verify energy management strategies defined as software components at different levels of the control module of an energy system.